(57)【要約】【課題】  張力分布の円周方向への最適化が可能なピストンリングを提供する。【解決手段】  ピストンリング本体２と、前記ピストンリング本体の内周側に配置され、前記ピストンリング本体を外周方向に付勢するコイルエキスパンダ３と、を備えたピストンリング１において、前記コイルエキスパンダは、前記ピストンリング本体の内周面２ａと接触するように線材がコイル状に形成された大径部８、７０と、前記コイルエキスパンダの外径が前記大径部の巻き径よりも細くなるように形成された小径部９、７１と、を備えている。【選択図】      図１
2006283880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンリング本体と、前記ピストンリング本体の内周側に配置され、前記ピストンリング本体を外周方向に付勢するコイルエキスパンダと、を備えたピストンリングにおいて、
前記コイルエキスパンダは、前記ピストンリング本体の内周面と接触するように線材がコイル状に形成された大径部と、前記コイルエキスパンダの外径が前記大径部の巻き径よりも細くなるように形成された小径部と、を備えていることを特徴とするピストンリング。
【請求項２】
前記コイルエキスパンダは、前記小径部として線材が直線状に形成された直線部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のピストンリング。
【請求項３】
前記ピストンリング本体のうち張力が強い部分に前記小径部が配置され、かつ前記ピストンリング本体のうち張力が弱い部分に前記大径部が配置されるように前記ピストリング本体と前記コイルエキスパンダとが組み合わされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のピストンリング。
【請求項４】
前記ピストンリング本体の合口部に、前記小径部が配置されるように前記ピストンリング本体と前記コイルエキスパンダとが組み合わされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項５】
前記ピストンリング本体には、前記ピストンリング本体の内周面と外周面とを連通するオイル戻し孔が設けられ、
前記オイル戻し孔の位置に前記小径部が配置されるように前記ピストンリング本体と前記コイルエキスパンダとが組み合わされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項６】
前記ピストンリング本体の内周面には、前記大径部が嵌る凹部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項７】
前記コイルエキスパンダの各合口端部には、前記大径部よりも巻き径が小さくなるように線材がコイル状に形成された突当り部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項８】
前記ピストンリング本体の各合口端部の内周面には、内周側に突出する突起部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項９】
前記コイルエキスパンダが温度に応じて変形する感温部材によって形成され、
前記ピストンリング本体の内周面のうち前記大径部と接触する範囲、又は前記大径部の外周面の少なくとも一方に摩擦係数を低下させる表面処理が施されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項１０】
前記コイルエキスパンダが形状記憶合金で形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のピストンリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のピストンに使用されるピストンリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃費向上に寄与する為に、フリクションの低減が求められている。その中でも特に、ピストンリングとシリンダライナの摺動に対するフリクションの低減が求められている。
【０００３】
ピストンリングには、大別するとオイルリングと圧力リングの２種類があり、どちらの場合であっても、ピストンリング本体と、このピストンリング本体の内周面側に配されて、ピストンリング本体に対する拡径方向への押圧力を与えるためのコイルエキスパンダを用いて構成される場合がある。
このようなピストンリングにおいては、ピストンリング本体の張力とコイルエキスパンダの押圧力との和がピストンリング全体の張力となる。このピストンリング全体の張力は、当該ピストンリングが使用されうる最も過酷な条件下においても、ピストンリングがその機能を発揮できるように設定されている。例えば、内燃機関（エンジン）のピストンに装着されるピストンリングにおいては、内燃機関の高速高負荷状態を想定して、ピストンリングの張力を設定している。
【０００４】
特許文献１では低速低負荷状態および高速高負荷状態のそれぞれに適した張力を発生するピストンリングとして、コイルエキスパンダにバイメタル材を用いリニアに膨張量の変化させることを主眼としたピストンリングの開示がある。
特許文献２では、低温時に伸縮し高温時に伸長するバイメタル又は形状記憶合金製コイルエキスパンダについて開示がある。
特許文献３には２ピースオイルリングのオイルリング本体において、径方向幅を薄くし部分的に径方向幅を厚く変化させた低フリクションオイルリングについて開示がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３７９１４号公報
【特許文献２】実開昭６１−８１０５６号公報
【特許文献３】実開昭６０−６９３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献については、コイルエキスパンダの径寸法の大きさは一定にしている為、ピストンリング全周に配置させる場合、全周に均等な力で張っている。またピッチも同一にし全周に均等な力を得ているが、円周方向に張る力をコントロールさせる構成については何も記載が無い。
また、ピストンリング本体はコイルエキスパンダの配置される溝部は全周にわたり同一な形状に形成されているが、円周方向への張力分布まで考慮した溝形状は検討がなされていなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、部分的に張力が変化したコイルエキスパンダを提供し、更にこのエキスパンダに組み合わせるピストンリングの溝を有するピストンリングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のピストンリングは、ピストンリング本体と、前記ピストンリング本体の内周側に配置され、前記ピストンリング本体を外周方向に付勢するコイルエキスパンダと、を備えたピストンリングにおいて、前記コイルエキスパンダは、前記ピストンリング本体の内周面と接触するように線材がコイル状に形成された大径部と、前記コイルエキスパンダの外径が前記大径部の巻き径よりも細くなるように形成された小径部と、を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００９】
本発明のピストンリングによれば、コイルエキスパンダのうち大径部のみをピストンリング本体の内周面と接触させることで、大径部がピストンリングの張力分布に及ぼす影響を小径部が及ぼす影響よりも大きくすることができる。そのため、ピストンリングの張力分布を抑制することができる。
【００１０】
本発明のピストンリングの一態様において、前記コイルエキスパンダは、前記小径部として線材が直線状に形成された直線部を備えていてもよい（請求項２）。このように小径部として直線部を設けることで、コイルエキスパンダをコイル状に形成する線材の長さを短縮することができるので、材料費を低減することができる。又、張力を発生しないエリアを設けることで張力を低くすることができる。
【００１１】
本発明のピストンリングの一態様は、前記ピストンリング本体のうち張力が強い部分に前記小径部が配置され、かつ前記ピストンリング本体のうち張力が弱い部分に前記大径部が配置されるように前記ピストリング本体と前記コイルエキスパンダとが組み合わされていてもよい（請求項３）。この態様によれば、ピストンリング本体の張力分布をコイルエキスパンダによって補正することができるので、ピストンリングの張力分布をさらに抑制することができる。
【００１２】
本発明のピストンリングの一態様は、前記ピストンリング本体の合口部に、前記小径部が配置されるように前記ピストンリング本体と前記コイルエキスパンダとが組み合わされていてもよい（請求項４）。ピストンリング本体の張力は、ピストンリング本体の合口部において最も大きいため、この合口部に小径部を配置することでピストンリング本体の張力分布をコイルエキスパンダで補正することができる。また、合口部に小径部を配置することで、合口部へのコイルエキスパンダの引っ掛かりや噛み込みを抑制することができるので、コイルエキスパンダの磨耗、破損を抑制することができる。
【００１３】
本発明のピストンリングの一態様において、前記ピストンリング本体には、前記ピストンリング本体の内周面と外周面とを連通するオイル戻し孔が設けられ、前記オイル戻し孔の位置に前記小径部が配置されるように前記ピストンリング本体と前記コイルエキスパンダとが組み合わされていてもよい（請求項５）。この態様によれば、コイルエキスパンダによってオイル戻し孔が全て塞がれることを防止でき、オイルリング戻し孔にコイルエキスパンダ小径部が配置されることですき間ができ、オイルを速やかにピストンリング本体の内周面側に導くことができる。そのため、ピストンリングの外周面にて滞留するオイルの量を減少させ、シリンダ内にて燃焼するオイルの量を減少させることができる。また、このようにシリンダ内にて燃焼するオイル量を減少させることで、排気エミッションを改善させることができる。
【００１４】
本発明のピストンリングの一態様において、前記ピストンリング本体の内周面には、前記大径部が嵌る凹部が設けられていてもよい（請求項６）。この態様によれば、ピストンリング本体の凹部に大径部を嵌め込むことで、ピストンリング本体とコイルエキスパンダとのずれを防止することができる。そのため、ピストンリング本体とコイルエキスパンダとを確実に一体に動作させ、ピストンリングの張力分布の変化を抑えることができる。
【００１５】
本発明のピストンリングの一態様において、前記コイルエキスパンダの各合口端部には、前記大径部よりも巻き径が小さくなるように線材がコイル状に形成された突当り部がそれぞれ設けられていてもよい（請求項７）。この態様によれば、コイルエキスパンダの両端部の形状がコイル状に形成されることでコイルエキスパンダの一方の合口端部を他方の合口端部に食い込ませることなくコイルエキスパンダの両方の合口端部を突き合わせることができる。そのため、コイルエキスパンダの合口端部の破損を抑制することができる。
【００１６】
本発明のピストンリングの一態様において、前記ピストンリング本体の各合口端部の内周面には、内周側に突出する突起部がそれぞれ設けられていてもよい（請求項８）。この態様によれば、コイルエキスパンダの両方の合口端部をそれぞれ突起部に突き当てることで、コイルエキスパンダの合口端部が互いに突き当たることを防止することができる。そのため、コイルエキスパンダの合口端部の破損を抑制することができる。また、突起部によってピストンリング本体の各合口端部の放熱面積が増加するので、ピストンリング本体の熱膨張を抑制してピストンリングの合口部の広がりを抑制することができる。そのため、ブローバイガスの噴き抜け及びオイルの通り抜けを抑制することができる。
【００１７】
本発明のピストンリングの一態様は、前記コイルエキスパンダが温度に応じて変形する感温部材によって形成され、前記ピストンリング本体の内周面のうち前記大径部と接触する範囲、又は前記大径部の外周面の少なくとも一方に摩擦係数を低下させる表面処理が施されていてもよい（請求項９）。この態様によれば、コイルエキスパンダの変形時にピストンリング本体へのコイルエキスパンダの引っ掛りを抑制してコイルエキスパンダを速やかに変形させることができる。そのため、ピストンリングの張力を確実に変化させることができる。
【００１８】
本発明のピストンリングの一態様は、前記コイルエキスパンダが形状記憶合金で形成されていてもよい（請求項１０）。形状記憶合金は所定の変態温度以上に加熱することで予め記憶させた形状に戻すことができるので、コイルエキスパンダを形状記憶合金で形成することで例えば内燃機関の運転状態に応じて適切な張力をコイルエキスパンダからピストンリングに付与できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上に説明したように、本発明によれば、コイル径の大、小及びそれに組み合わされるピストンリング本体の内周溝形状を設定することで、ピストンリングの張力分布を抑制することができる。また、ピストンリング本体の張力分布に応じて大径部及び小径部の配置位置を設定することで、ピストンリング本体の張力分布をコイルエキスパンダによって補正することができる。そのため、ピストンリングの張力分布をさらに抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明のピストンリング１の第一の実施形態を示し、図２は、このピストンリング１が装着されたピストン１００の断面の一部を拡大して示している。なお、ピストン１００は車両に動力源として搭載されるエンジンに組み込まれる。図２に示したようにピストンリング１は、ピストン１００に設けられた複数のリング溝１００ａのうちピストン１００の頂面１００ｂから最も遠方に位置するリング溝１００ａに装着され、オイルリングとして機能する。この他、ピストン１００のリング溝１００ａには、トップリング１０１及びセカンドリング１０２が装着され、これらのリングはそれぞれコンプレッションリングとして機能する。周知のようにピストン１００はシリンダ１０４内に往復動可能に挿入され、トップリング１０１及びセカンドリング１０２は燃焼室からクランク室に燃焼ガスなどが逃げることを抑制する。また、ピストンリング１は、シリンダ１０４の壁面１０４ａに付着した余分なオイルを掻き落として燃焼室へのオイルの侵入などを抑制する。
【００２１】
図１に示したように本発明のピストンリング１は、ピストンリング本体２と、このピストンリング本体２の内周側に配置されるコイルエキスパンダ３とを備えている。図２に示したように、ピストンリング本体２は、二本のレール４、５を柱状のウェブ６で連結した略Ｉ字形の断面を有しており、各レール４、５はシリンダ１０４の壁面１０４ａと摺動する摺動面４ａ、５ａをそれぞれ備えている。ウェブ６には、ピストンリング本体２の内周面２ａと外周面２ｂとを連通する複数のオイル戻し孔７が設けられており、これら複数のオイル戻し孔７はレール４、５にて掻き落とされたオイルを外周面２ｂから内周面２ａに移動させる。また、図１に示したように、ピストンリング本体２は、ピストン１００に装着可能なように合口部２ｃを有しており、ピストン１００がシリンダ１０４に挿入された時はこの合口部２ｃにおいて合口隙間を有する状態で各合口端部２ｄが突き合わされる。
【００２２】
図１に示したように、コイルエキスパンダ３は、ピストンリング本体２の内周面２ａと接触するように線材がコイル状に形成された大径部としての複数のコイル部８と、コイルエキスパンダ３の外径Ｌ１がコイル部８の巻き径Ｌ２よりも細くなるように形成された小径部としての複数の直線部９と、を備えている。なお、本発明におけるコイルエキスパンダ３の外径は、コイル部８においてはコイル状に形成されている線材の径方向における長さのうち最も外側の長さＬ２を指し、直線部９においてはコイルエキスパンダ３を形成している直径Ｌ１を指す。コイルエキスパンダ３の各合口端部３ａにはコイル部８が配置され、コイル合口部３ｂにて突き合わされる。
【００２３】
ピストンリング本体２とコイルエキスパンダ３との位置関係、即ちピストンリング本体２に配置されるコイル部８及び直線部９の位置は、ピストンリング１の張力分布が抑制されるように適宜設定され、例えばピストンリング本体２の剛性分布又はピストンリング本体２の張力分布などに応じて設定される。ピストンリング１がピストン１００に装着されてシリンダ１０４に挿入されると、ピストンリング本体２は自由状態のときよりも合口部２ｃが狭められる。そのため、ピストンリング本体２の張力は、合口部２ｃにおいて最も大きい。また、図１に示した合口部２ｃと合口部２ｃの反対側の部分（以下、合口反対部と略称する。）２ｅとの各中間点２ｆにおいて、ピストンリング本体２の張力は小さくなる。ピストンリング本体２の各部の張力がこのような分布を有している場合は、合口部２ｃ及び合口反対部２ｅに直線部９がそれぞれ配置され、かつ各中間点２ｆにコイル部８がそれぞれ配置されるように、ピストンリング本体２とコイルエキスパンダ３とを組み合わせる。
【００２４】
コイル部８及び直線部９のそれぞれの長さ及び個数も、ピストンリング１の張力分布が抑制されるように適宜に設定してよく、例えば上述したピストンリング本体２とコイルエキスパンダ３との位置関係と同様にピストンリング本体２の張力分布又は剛性分布に応じて設定してよい。
【００２５】
コイルエキスパンダ３は形状記憶合金の線材にて形成されている。形状記憶合金は、所定の変態温度以上に加熱されると予め記憶させた所定の形状に戻る現象、すなわち形状記憶効果を有している。本実施形態のコイルエキスパンダ３は、高温相（オーステナイト相）に所望の張力が得られるように「縮み代」を考慮して記憶処理を施しておくことが望ましい。このコイルエキスパンダ３を伸縮状態でピストンリングにセットされ使用している際に、高温相への変態が生じると横弾性係数の変化にて張力のみ変化が生じる。このように処理することで、例えば温度が低いエンジンの低回転運転時にはピストンリング１とシリンダ１０４の壁面１０４ａとのフリクションを低減させ、温度が上昇するエンジンの高回転運転時にはコイルエキスパンダ３を大きくしてピストンリング１と壁面１０４ａとの接触を適切に維持させることができる。なお、コイルエキスパンダ３は、円形の断面を有する線材によって形成されていてもよいし、矩形状の断面を有する異形線によって形成されていてもよい。
【００２６】
第一の実施形態のピストンリング１によれば、コイルエキスパンダ３に直線部９を設けたことで、張力分布を抑制することができるので、シリンダ１０４の壁面１０４ａへのピストンリング１の接触力を抑制してオイルの通り抜けを抑制し、オイル消費量を減少させることができる。また、ピストンリング本体２の張力が大きい部分には直線部９を配置し、張力が小さい部分にはコイル部８を配置するなどピストンリング本体２の張力分布に応じてコイル部８及び直線部９を配置することで、ピストンリング本体２の張力分布をコイルエキスパンダ３にて補正することができる。そのため、ピストンリング１の張力分布を部分的に抑制することができる。さらに、ピストンリング本体２の合口部２ｃに直線部９を配置することで、合口部２ｃへのコイルエキスパンダ３の引っ掛り及び噛み込みを防止できるので、この引っ掛りや噛み込みに起因するコイルエキスパンダ３の破損を防止することができる。
【００２７】
全長に亘って同一の巻き径でコイル状に形成されているコイルエキスパンダを有するピストンリング（以降、比較例のピストンリングと略称する。）では、ピストンリング本体のうち張力の最も小さい部分がシリンダの壁面と接触するようにコイルエキスパンダの張力が設定されるため、ピストンリング本体の張力の大きい部分にも張力の小さい部分に付与される張力と同じ張力が付与される。そのため、ピストンリング本体の張力の大きい部分がシリンダの壁面と強く接触してフリクションの増加を招くおそれがある。一方、本発明のピストンリング１では、ピストンリング本体２の張力分布に応じてコイルエキスパンダ３の張力を設定することができるので、ピストンリング１とシリンダ１０４の壁面１０４ａとの接触力を抑制することができるので、ピストンリング１と壁面１０４ａとのフリクションを低減することができる。また、本発明のピストンリング１によれば、コイルエキスパンダ３からピストンリング本体２に付与する張力をピストンリング本体２の張力分布に応じて設定できるので、コイルエキスパンダ３からピストンリング本体２に付与する張力の合計を比較例のピストンリングよりも小さくすることができる。そのため、コイルエキスパンダ３の高温相への変態後の張力も比較例のピストンリングより小さく設定することができるので、コイルエキスパンダ３の低温相から高温相への変態による張力変化の差を小さくすることができる。
【００２８】
なお、コイルエキスパンダ３は、ピストンリング本体２に対して周方向に移動可能なようにピストンリング本体２と組み合わされていてもよいし、ピストンリング本体２に対するコイル部８及び直線部９の位置が固定されるように組み合わされていてもよい。
【００２９】
図３は、本発明の第二の実施形態に係るピストンリング１を示している。なお、図３（ａ）は本実施形態のピストンリング１の一部を拡大して示し、図３（ｂ）はピストンリング本体２のオイル戻し孔７を内周面２ａ側から見た図を示している。図３において図１及び図２と共通の部品については同一の符号を付し、説明を省略する。この実施形態では、図３（ａ）に示したように、ピストンリング本体２に設けられている複数のオイル戻し孔７の位置に直線部９がそれぞれ配置されるようにピストンリング本体２とコイルエキスパンダ３とが組み合わされる。このように各オイル戻し孔７の位置に直線部９がそれぞれ配置されることで、図３（ｂ）に示したようにコイルエキスパンダ３によってオイル戻し孔７が塞がれることを防止できる。そのため、シリンダ１０４の壁面１０４ａに付着しているオイルをオイル戻し孔７から速やかにピストンリング１の内周側に回収し、図２に図示したオイルドレンホール１０５を介して排出され、シリンダ１０４内にて燃焼するオイルの量を減らすことができる。そのため、オイルの消費量を低減させるとともに排気エミッションを改善することができる。さらに、ピストンリング本体２のレール４、５間に滞留するオイル量を減少させることができるので、オイル消費量を低減できる。
【００３０】
図４は本発明の第三の実施形態に係るピストンリング１を示している。なお、図４（ａ）は第三の実施形態のピストンリング１の一部を拡大して示し、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は第三の実施形態の他の実施例に係るピストンリング本体２を示している。なお、図４（ａ）〜（ｃ）において図１及び図２と共通の部品については同一の符号を付し、説明を省略する。この実施形態では、図４（ａ）に示したように、ピストンリング本体２の内周面２ａに、複数の凹部２０が設けられる。これら複数の凹部２０は、コイルエキスパンダ３のコイル部８と対応して設けられる。即ち、コイルエキスパンダ３のコイル部８と同一の間隔及び個数で設けられる。また、図４（ａ）に示したようにこれら複数の凹部２０は、コイルエキスパンダ３の各コイル部８がそれぞれ嵌るように形成され、コイルエキスパンダ３がピストンリング本体２に対して周方向に移動しないように固定する。このように各コイル部８を各凹部２０に嵌めることで、ピストンリング本体２に対するコイルエキスパンダ３の周方向へのずれを防止し、ピストンリング本体２とコイルエキスパンダ３とを一体に運動させることができる。そのため、ピストンリング１の張力分布の変化を抑制することができる。また、複数の凹部２０を形成することによってピストンリング本体２を軽量化することができるので、シリンダ１０４の壁面１０４ａへのピストンリング１の追従性を向上させることができる。そのため、シリンダ１０４の壁面１０４ａに付着した余分なオイルをピストンリング１によってより適切に掻き落としてオイルの消費量を低減させることができる。
【００３１】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、第三の実施形態の他の実施例を示している。図４（ｂ）は、図４（ｃ）のIVｂ−IVｂ線におけるピストンリング本体２の断面図を示し、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のIVｃ−IVｃ線におけるピストンリング本体２の断面図を示している。なお、図４（ｂ）ではオイル戻し孔７の図示を省略した。ピストンリング本体２の剛性分布は凹部２０を設ける位置によって変化するので、ピストンリング本体２の張力分布のばらつきが抑制されるように各凹部２０を設ける位置を設定してもよい。例えば、図４（ｂ）に示したようにピストンリング本体２の張力が他の部分と比較して大きい合口部２ｃ及び合口反対部２ｅの付近に設けられる凹部２０はそれぞれの間隔Ｄ１が短くなるように設定され、各中間点２ｆの付近に設けられる凹部２０はそれぞれの間隔Ｄ２が長くなるように設定される。このように凹部２０を設ける間隔を変更することで、ピストンリング本体２の剛性分布を周方向に調整することができるので、ピストンリング本体２の張力分布を抑制することができる。よって、ピストンリング１の張力分布を周方向に抑制することができる。なお、各凹部２０の長さＬ１１を調整することでもピストンリング本体２の剛性を調整することができるので、ピストンリング１の張力分布が抑制されるように各凹部２０の長さＬ１１を調整してもよい。
【００３２】
図５は、本発明の第四の実施形態に係るピストンリング１のコイルエキスパンダ合口部付近を示している。なお、図５（ａ）は本実施形態のコイルエキスパンダ３の一部を拡大して示し、図５（ｂ）は本実施形態の他の実施例に係るコイルエキスパンダ３の一部を拡大して示している。図５において図１及び図２と共通の部品については同一の符号を付し、説明を省略する。この実施形態では、図５（ａ）に示したように、コイルエキスパンダ３の各合口端部３ａにコイル部８よりも巻き径の小さい突当り部３０がそれぞれ設けられる。このように巻き径の小さい突当り部３０を各合口端部３ａにそれぞれ設けることで、一方の合口端部３ａが他方の合口端部３ａにくい込むことを抑制しつつ各突当り部３０を互いに突き合わせることができる。そのため、コイルエキスパンダ３の先端の破損を抑制することができる。なお、コイルエキスパンダ３の各合口端部３ａにコイル部８が配置されるものに関しては、図５（ｂ）に示したように各合口端部３ａのコイル部８のうちコイル合口部３ｂにて対向する側の巻き径をそれぞれ小さくして突当り部３０を形成させてもよい。このようにコイル部８に突当り部３０を形成することで、コイルエキスパンダ３の各合口端部３ａの破損を抑制することができる。
【００３３】
図６は、本発明の第五の実施形態に係るピストンリング１の一部を拡大して示している。なお、図６において図１及び図２と共通の部品には同一の符号を付し、説明を省略する。図６に示したように、この実施形態ではピストンリング本体２の各合口端部２ｄの内周面２ａに、内周側に突出する突起部４０がそれぞれ設けられる。なお、各突起部４０は、コイルエキスパンダ３の各合口端部３ａを当てて止めることが可能なように突出していればよい。このようにピストンリング本体２の各合口端部２ｄに突起部４０を設けることで、コイルエキスパンダ３の各合口端部３ａを各突起部４０にそれぞれ突き当て、コイルエキスパンダ３の各合口端部３ａが直接接触することを防止できる。そのため、コイルエキスパンダ３の先端の破損を防止することができる。また、ピストンリング本体２ａの放熱面積を増加させてピストンリング１の温度上昇を抑えることができるので、ピストンリング本体２の熱膨張による合口部２ｃの広がりを抑制できる。そのため、ブローバイガスの噴き抜け及びオイルの通り抜けを抑制することができる。
【００３４】
図７は、本発明の第六の実施形態に係るピストンリング１の一部を拡大して示している。なお、図７は図３（ｂ）と同様にオイルリング本体内周面２ａ側から見た図を示している。図７において図１及び図２と共通の部品には同一の符号を付し、説明を省略する。この実施形態では、ピストンリング本体２の内周面２ａのうちコイル部８と接触する範囲に滑り部５０がそれぞれ設けられる。この滑り部５０は、内周面２ａに摩擦係数を低下させる表面処理を施すことによって形成される。摩擦係数を低下させる表面処理は、ピストンリング本体２の内周面２ａ上に、例えば二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのナイロン樹脂、又はダイヤモンドライフカーボン（ＤＬＣ）などの層を設けることで実施される。このようにピストンリング本体２の内周面２ａのうちコイル部８と接触する範囲に滑り部５０をそれぞれ設けることで、ピストンリング本体２とコイルエキスパンダ３とのフリクションを低下させ、コイルエキスパンダ３の変形時にコイルエキスパンダ３をスムーズに変形させることができる。そのため、ピストンリング１の張力をスムーズに、かつ確実に変化させることができる。
【００３５】
なお、摩擦係数を低下させる表面処理は、コイルエキスパンダ３のコイル部８の外周面に施されていてもよい。また、コイル部８の外周面及びピストンリング本体２の内周面２ａのそれぞれに摩擦係数を低下させる表面処理が施されていてもよい。このように表面処理を施すことでも、ピストンリング本体２とコイルエキスパンダ３との接触によるフリクションを低下させ、コイルエキスパンダ３の高温相への変態時にコイルエキスパンダ３をスムーズに変化させることができる。
【００３６】
図８は、本発明の第七の実施形態に係るピストンリング１を示している。なお、図８において図１及び図２と共通する部品には同一の符号を付し、説明を省略する。この実施形態では、コイルエキスパンダ３がピストンリング本体２の内周面２ａと接触するようにコイル状に形成された大径部７０と、コイルエキスパンダ３の外径Ｌ３が大径部７０の巻き径Ｌ２よりも細くなるように線材がコイル状に形成された小径部７１とを備えている。このコイルエキスパンダ３は、大径部７０のみがピストンリング本体２の内周面と接触するため、小径部７１よりも大径部７０の方がピストンリング１の張力分布に大きい影響を与える。また、大径部７０と小径部７１とでは張力が異なるため、ピストンリング本体２の張力分布に応じて大径部７０及び小径部７１の配置位置を設定することで、ピストンリング本体２の張力分布をコイルエキスパンダ３にて補正することができる。そのため、ピストンリング１の円周方向への張力分布をさらに調整し、最適な分布とすることができる。また、コイルエキスパンダ３を全長に亘ってコイル状に形成したので、コイルエキスパンダ３を折れ難くすることができる。
【００３７】
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、コイルエキスパンダの材料は形状記憶合金に限定されない。バイメタルや高熱膨張材など温度に応答して形状を変化させることが可能な種々の材料を使用してよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るピストンリングを示す図。
【図２】図１のピストンリングが装着されたピストンの断面の一部を拡大して示す図。
【図３】本発明の第二の実施形態に係るピストンリングを示す図であって、（ａ）はピストンリングの一部を拡大して示す図、（ｂ）は（ａ）のピストンリング本体のオイル戻し孔を内周面側から見た図。
【図４】本発明の第三の実施形態に係るピストンリングを示す図であって、（ａ）はピストンリングの一部を拡大して示す図、（ｂ）は（ｃ）のIVｂ−IVｂ線におけるピストンリング本体の断面を示す図、（ｃ）は（ｂ）のIVｃ−IVｃ線におけるピストンリング本体の断面を示す図。
【図５】本発明の第四の実施形態に係るピストンリングを示す図であって、（ａ）はコイルエキスパンダの一部を拡大して示す図、（ｂ）は第四の実施形態の他の実施例に係るコイルエキスパンダの一部を拡大して示す図。
【図６】本発明の第五の実施形態に係るピストンリングの一部を拡大して示す図。
【図７】本発明の第六の実施形態に係るピストンリングの一部を拡大して示す図。
【図８】本発明の第七の実施形態に係るピストンリングを示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１  ピストンリング
２  ピストンリング本体
２ａ  内周面
２ｂ  外周面
２ｃ  合口部
２ｄ  合口端部
３  コイルエキスパンダ
７  オイル戻し孔
８  コイル部（大径部）
９  直線部（小径部）
２０  凹部
３０  突合せ部
４０  突起部
７０  大径部
７１  小径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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